Énergie


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Énergie est un terme difficile à définir sans l'aide des mathematiques puisque l'énergie en tant que telle est une notion abstraite. Ainsi, « qu'est-ce que l'énergie » est une question dont la réponse est délicate à formuler. Une façon d'expliquer l'énergie sera par sa capacité de provoquer une poussée ou une traction sur une certaine distance. De ce fait, l'énergie est la capacité de créer un changement. Les objets et les collections d'objets possèdent de l'énergie qui ne peut être observée qu'indirectement - en observant ce qu'elle fait.

Pour être utile, l'énergie doit sûbir des transformations énergétiques ou bien être transférée. Le transfert d'énergie implique des concepts clés comme le travail ou la chaleur, ce qui évoque également des notions spécifiques de la science de l'énergie. Notez que ces notions sont utilisées quelque peu différemment ici que dans le langage courant.

On fait appel à différentes unités pour mesurer ou quantifier l'énergie. Cela varie des unités utiles au niveau moléculaire comme les électrons-volts (eV) aux mots utilisés en cuisine comme les calories. En physique, les unités telles que les joules sont préférées tandis que les chimistes préfèrent plus souvent les calories. Pour compliquer encore les choses, le secteur de l'énergie utilise des unités telles que les kilowattheures et les barils de pétrole. Il existe également des unités comme les terawatt-heures ou les quadrillions utilisées pour décrire des très grandes quantités d'énergie, comme la consommation énergétique d'un pays.

Le taux d'utilisation de l'énergie au fil du temps s'appelle puissance; visitez la page énergie vs puissance pour une distinction plus claire.

Importance de l'énergie

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Figure 1: Sur cette image, il y des exemples différents de l'énergie en action: la combustion interne du bateau à moteur, les immeubles bien éclairés, et la foudre pour n'en nommer que quelques-uns. [1]

L'énergie fournit de nombreux services énergétiques utiles qui permettent une qualité de vie élevée à laquelle les gens vivant dans une société moderne sont habitués. [2] Ces services nécessitent un apport constant d'énergie pour alimenter des véhicules (moteurs à combustion interne), nourrir des populations et produire de l'électricité pour milliards de personnes; et c'est l'industrie énergétique qui est responsable pour l'approvisionnnement de tout le nécessaire. Cela est rendu possible grâce à un vaste nombre de personnes, d'entreprises et de processus, qui sont tous indispensables à la production, à la vente et au transport de l'énergie utile.

L'énergie a également la capacité de causer des dommages et des blessures. Par exemple, un excès d'énergie thermique cause des brûlures. Les accidents de voiture font beaucoup de dégâts lorsque l'énergie cinétique associée à la conduite dans la rue se dissipe lors d'une collision. De plus, certains processus utilisés pour exploiter l'énergie peuvent causer de graves dommages à l'environnement et aux gens en particulier. L'exploitation de l'énergie conduit souvent à la pollution et à des conséquences environnementales comme le changement climatique. De toute évidence, pour que la société utilise correctement l'énergie, cette dernière doit être bien comprise et respectée.

Types d'énergie

L'énergie ne peut être ni créée ni détruite: c'est ce qu'on appelle la loi de conservation de l'énergie, et cela signifie que l'énergie doit être récoltée à partir d'une source. Aucun processus ne peut créer d'énergie. Cependant, de nombreux processus peuvent transformer l'énergie d'un type (comme celui trouvé dans la nature) en un autre (comme celui qui est utile pour les services énergétiques). Il existe de nombreuses formes ou types d'énergie qui peuvent être classées en trois catégories principales:

Type d'energie Exemples Quelques moyens d'exploiter cette énergie
Énergie cinétique Énergie cinétique macroscopique
Énergie cinétique microscopique
Son
Énergie éolienne (énergie cinétique macroscopique)
Énergie marémotrice (énergie cinétique macroscopique)
Énergie géothermique (énergie cinétique microscopique)
Énergie potentielle Gravitationnelle
Chimique
Nucléaire
Électrique
Élastique
Hydroélectricité
Combustibles fossiles
Énergie nucléaire
Énergie marémotrice


Energie rayonnante Électromagnétique (lumière) Énergie solaire

Pour plus d'informations sur le fait que l'énergie ne peut être ni créée ni détruite mais peut provenir uniquement des ressources disponibles dans la nature, veuillez visiter la page: loi de conservation de l'énergie

Travail

Pour ceux qui ne possèdent pas de solides connaissances dans ce vaste champ scientifique, il convient de noter que la science utilise les mots au sens spécifique qui est souvent différent de celui de l'usage quotidien. Pour un physicien, le mot travail signifie exercer une force sur une distance - un processus qui nécessite (par définition) un apport d'énergie. Par exemple, une personne effectue du travail sur un réfrigérateur en le poussant sur une distance à travers la cuisine - elle applique une force avec ses mains sur toute la distance, et pour ce faire, la personne doit dépenser de l'énergie! Cette énergie est transférée dans le son d'un réfrigérateur grattant sur le plancher, et même dans une légère augmentation de la température du fond du réfrigérateur et du plancher.

Pour plus d'informations, voir la page: travail

Chaleur

L'échauffement peut être le résultat à la fois souhaité et indésirable de l'utilisation d'énergie. Par exemple, l'énergie thermique chauffe les maisons et les repas, ce qui est évidemment souhaitable - en particulier dans des climats plus froids. Cependant, la chaleur est également un sous-produit du frottement, qui n'est pas toujours recherchée. Par exemple, les pièces complexes dans les véhicules utilisent de l'huile lubrifiante pour réduire le frottement, mais si l'huile s'épuise, ces pièces complexes seront exposées à des niveaux élevés de frottement, ce qui entraîne généralement un échauffement élevé et de graves dommages au moteur.

Pour plus d'informations, voir la page: chaleur

Lumière

Finalement, la plus grande partie de l'énergie terrestre provient de la fusion nucléaire qui a lieu dans le soleil. Cette énergie prend la forme de lumière, autrement connue sous le nom de rayonnement électromagnétique. Dans la lumière, l'énergie est transférée dans de petits "paquets" appelés photons qui contiennent des quantités discrètes d'énergie ayant la capacité de se propager (sous forme d'ondes) sur de très larges distances. Lorsque les photons frappent un objet, ils lui transfèrent leur énergie. Il est important de noter que toute lumière, et pas seulement la lumière visible, fonctionne de cette façon. La lumière peut prendre de nombreuses formes différentes qui sont invisibles à l'œil nu. Ces différentes formes sont classées par leur longueur d'onde et occupent un large spectre (appelé spectre électromagnétique); dans ce spectre, des gammes différentes ont des niveaux d'énergie différents, des plus élevés aux plus faibles: des rayons gamma, des rayons x, ultraviolets (UV), visibles, infrarouges, micro-ondes et radio.

Figure 2. Une visualisation des différentes longueurs d'onde de lumière trouvées dans le spectre électromagnétique; le côté droit du spectre contient des longueurs d'onde qui sont beaucoup plus élevées en énergie.[3]

Pour plus d'informations, voir la page: lumière

Références

  1. Quintano, Anthony. (2014, Aug. 20). Lightning over New York City July 2013 [Online]. Available: https://www.flickr.com/photos/quintanomedia/9334838960/
  2. Scott, Smelling Land, 1st edition. Vancouver, Canada: Canadian Hydrogen Association, 2007
  3. (2014, Aug. 20). Manufacturing Electronic Microwave Components. [Online] Available: http://www.thomasnet.com/articles/automation-electronics/electronic-microwave-manufacturing

Auteurs et rédacteurs

Bethel Afework, Semaa Amin, Ethan Boechler, Allison Campbell, Jonathan Elbaz, Jordan Hanania, Braden Heffernan, James Jenden, Victoria Johnson, Nathan Lefsrud, Ellen Lloyd, Amanda Musgrove, Anna Pletnyova, Luisa Vargas Suarez, Jasdeep Toor, Jason Donev
Dernière mise à jour : 28 septembre, 2021
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